Транзисторный формирователь импульсов с частотным заполнением для управления тиристорами Советский патент 1982 года по МПК H02M1/08 

(54) ТРАНЗИСТОРНЫЙ ФОРМИРОВАТЕЛЬ ИМПУЛЬСОВ С ЧАСТОТНЫМ ЗАПОЛНЕНИЕМ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ТИРИСТОРАМИ

Изобретение относится к преобразова- тельной технике и может быть использовано ОЛЯ управления тиристорами. Известны формирователи импульсов, содержащие трансформатор, конденсатор, транзисторы, мостовой выпрямитель, диоды и резисторы 1 . Недостатком известных формирователей является нестабильность параметров формируемых импульсов управления и ухудшение энергетических показателей при изменении питающего напряжения и сопротивления нагрузки Наиболее близкий к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату стабшгизтфованный полупровогь никовый конвертер, содержащий последова тельно соединенные источник тока, преобразователь напряжения тш основе мультивибратора с элементами форсировки и помехозашиты, стабилизатор тока, вклю . чающий трансформатор, первичная обмотк которого подсоединена входным зажимом к одному из входных зажимов мульт вибратора и выходным зажимом - к одному из входных зажимов первого моего- вого выпрямителя, при этом вторичная обмотка трансформатора подсоединена 1 входным зажимам второго мосто- -ТО выпрямителя, транзистор, конденсатор, шунтирующий выходные зажнмы первого мостового выпрямителя, два резистора, диод и клеммы для подключешш нагрузки 2. Недостатком известного устройства является нестабильность нагрузочно-энергетических характеристик при изменении питающего напряжения и сопротивления нагрузки. , Цель изобретения - улучще ние нагрузочно-энергетических характеристик при эксплуатации в условиях возможных изменений питающего напряжения и сопротивления нагрузки., Поставленная цель достигается тем, что стабилизатор тока снабжен дополнительным конденсатором и согласующим трансформатором, причем второй входной зажим первого мостового выпрямителя подсоединен к второму выходному зажиму мультивибратора через входную обмотку согласующего трансформатора, выходная обмотка которого подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, и выходные зажимы первогч мостового выпрямителя зашунтированы двумя последоч вательно соединенными резисторами, параллельно одному из которых подсоепи- нен коллекторно эмиттерный переход транзистора, подсоединенного базой к первсму выходному зажиму второго моотового выпрямителя, к которсму подсое- , динен один электрод дополнительного кон денсатора и анод диода, а второй выходной зажим второго мостового выпрямителя подсоединен к второму электроду дополнительного конденсатора и катоду диода, который подключен через второй резистор к эмиттеру транзистора. На фиг. 1 представлена принципиаль вая электрическая схема формтфователя импульсов на фиг. 2 - эквивалентная схема выходной цепи на фиг. 3 - основные характеристики стабилизатора тока. Формирователь импульсов содержит преобразователь 1 напряжения на основе мультивибратора с элементами форсиров- ки и помехозатоиты, стабилизатор 2 тока с выпрямйтельно-фильтруюшим элементом в цепи питания базы транзистора и согласующим трансформатором 3. Стабили затсф 2 тока выводаЬШ 405 включен последовательно преобразователю 1. в вы ходную цепь между коллектором одного из его транзисторов и первичной обмоткой согласующего трансформатора 3.. Стабилизатор 2 тока содержит транзисто 6 с первым резистором 7 в эмиттерной цепи и вторым резистором 8, мостовой выпрямитель 9, одна диагональ которого включена между первичной ббмоткой трансформатора 10 и выводом 5 стабилизатора тока, а выход .подсоединен в коллекторную цепь транзистора 6 и шунтируется конденсатором И Второй вывод первичной .обмотки трансформатора 10 соединен с выводом 4 стабилизатора тока, Вторичная обмотка трансформатора 10 через второй мостовой выпрямитель 12 -к койдейсатор 13 включена в базову1 цепь транзистора 6 Выход выпрямителя базового тока.дополнительно шунтировав двумя последовательно соединенными диодами 14. Устройство работает следующим образом. При подаче напряжения питания мультивибратор генерирует сигналы прямоугольной фqpмы. Эти сигналы выпрямляются мостом 9 и поступают на транзистор 6, который, являясь регулирующим элементом, стабилизирует ток, протекающий по резистору 7. Величина тока задается резистором и постоянным напряжением, выделяющимся на открытых диодах 14. I . Д jUiA-A Цбэ f ut/fe падение напряжения на открытом базаг-эмиттерном переходе транзистора 6; uLI|4 - падение напряжения на oi крытых диодах 14, Вь1ходной ток транзисторного усили.Тёля Oi. , являющийся одновременно и амплитудой тока выходной цепи формирователя,.It 1-1 9 г- где ( ток коллектора к вмиттера транзистора 6; - коэффициент усиления гранаистора по току. Ток ксмтлектора Cg не больше выходного тока i.2 , поэтому с учетом того, что коэффициент усиления транзистора велик, получаем Сб 1 const г. е. устройсгво стабилизирует амплитуду тока в выходной цепи формирователя. Резистор 8 обеспечивает снижение мощности, рассеиваемой в транзисторе 6. На эквивалентной схеме выходной цепи формирователя (фиг. 2) приняты обозначения: 6( - источник ЭДС, задающий ток в выходной цехщ, i. - приведенное сопротивление нагрузки, « - источник тока, замещающий стабилизатор 2 тока. Нижняя граница стабилизатора тока со-, ответствует насьпцённому транзистору 6. Если пренебречь напряжением на первичной обмотке трансф1 матора 10, то Напряжениеиггп п .на нижней границе стабилизации определяется падением напряжения в диодном мосте 9 и на диодах 14, т. е. стабилизатор вносит в выходную цепь относительно небольшое сопротивление. При увеличении t или yMeHbfшении сопротивлевия нагрузки Кц напрязйение и г. и соответственнЬ ток возрастают, приводит к. увеличению падения напряжения на резисторе 7, транзистор 6 лодзапирается (выходит на активный режим), в между его коллектором и эмиттером появляется напряжение (/г. Если пренебречь напряжением Uztnin, то 561 .По мере увеличения Up ток коллектора le уменьшается. Верхняя граница стабилизации соответствует условию (транзистор заперт). Для падения напряжения Ug , получающегося на верх ней границе стабилиазции, имеет 11 « « i -Й-е При Uj, -ilJjmin (очень большое Rj или очень низкое с, стабилизатор не действует, и выходной ток падает (фиг. 3). При переходе через верхнюю границу стабилизацииТОК 1 возрастает по линейному закону VT. 2./ 1ФИ этом, -.транзистор 6 остается закрытьад. Мощность Рб , рассеиваемая в транзиоторе. 6, достигает максимума в сере- дине диапазона работы стабилизатора 2. В начальный момент времени, когда требуется форсировка амплитуды токн управления, незаряженный конденсатор 11 замыкает накоротко выходмостового выпрямитепя, при этом входное сопротивiпение стабилизатора близко к нулю. После заряда конденсатора 11 стабилизатор 2 начинает функционировать и работает, как показано выше. Цепь формирования базового тока работает следующим образом. Входной ток понижается трансформа-; тором.10, выпрямляется мостом 12 и поступает через конденсатор 13. Чтобы напряжение на конденсаторе 13 было стабильно (это обеспечивает стабил ность выходного тока i т ), должен протекать некоторый ток в диодах 14, т. е. средний выпрямленный ток моста 12 должен быть во всех режимах выше тока базы транзистора 6. . Исполвхзбвание новых элементов гласуьощего трансформатора и конденсато ра, включенного в цепь базы транзистоpia, в сочетании с известными обеспеч вает расширение нагрузочной способное- ти формирователя и улучшение его энергетических показателей, что повышает, надежность включения тиристоров и устра няет возможность перегрузки элементов формирователя в процессе работы. . Формула .изобрет е н .и я Транзисторный формирователь, импуль сов с частотным заполнением для управS6пения тиристорами, содержащий последовательно соединенные источник тока, преобразователь -напряжения на основе мультивибратора с элементами форсировки и помехозащиты, стабилизатор тока, включающий трансформатор, первичная обмотка которого подсоединена входным зажимом к одному из входных зажимов мультивибратора и выходным зажимом - к одному из входных зажимов (йервого мостового выпрямителя, при этом вторичная обмотка трансформатора поасоединена к входным зажимам второго мЪстового выпрямителя, транзистор, йондёнсатор,. шунтирующий выходные зажимы первого мостового выпрямителя, два. резист0$)й,. диод и клеммы для подключения нагру ки, отличающийся тем, что, с цепью улучшения нагрузочно-а нергетических характеристик при эксплуатации в условиях возможных изменений т1тающего напряжения и сопротивления нагруэки, стабилизатор тока снабжен дополнительным конденсатором и согласующим трансформатором, причем второй входной зажим первого мостового выпрямителя подсоединен к второму выходному --зажиму мультивибратора через входную обмотку согласующего трансформатора, вы- ходкая обмотка которого подсоединена к клеммам для подключения нагрузки, и выходные зажимы первого мостового выпрямителя зашунтированы двумя последовательно соединен 1ыми резисторами. параллельно одному из которых подсог единен коллекторно-эмиттерный переход транзистора, подсоединенного базой к первому выходному зажиму второго моотового выпрямителя, к которому подсое- дивен один электрод дополнительного конденсатора-и анод диода, а второй выходной зажим второго мостового выпря- мителя подсоединен к второму электроду дополнительного конденсатора и катоду диода, который подключен через второй резистор к эмиттеру транзистора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 547950, кл. Н 02 М 1/08, 1975. 2. Авторское свидетельство СССР , № 464050, кл. Н 02 Р 13/16, 1972.

г4

К I I

1C Ч

lU2.i

-I

-

-i-O

гС5НI

f-i -i-р

{/-.

2 mm

(/i